Genomic comparisons of novel Providencia infecting bacteriophages

Abstract

Providencia rettgeri and Providencia stuartii are common but neglected environment opportunistic pathogens responsible for urinary tract infections and bacteremia in hospitals and nursery houses. The increase of multiantibiotic resistance of these two Providencia species motivates the search for alternative therapies that are effective antibacterial. Recently, three bacteriophages infecting Providencia species (P. stuartii - vB PstP PS3 and vB PstP PS7 - and P. rettgeri - vB PstP PR2) were isolated. In this work, it was made the annotation of the three phages, followed by the genomic and proteomic characterization. The three phages contain a double strand DNA. PR2 genome consists of 39, 225 bp and encodes 52 proteins; PS7 genome consists of 39, 590 bp and encodes 49 proteins and PS3 genome consists of 40, 873 bp and encodes 50 proteins. The three phages showed a lack of typical genes involved in lysogenic cycle, therefore the three phages can be considered strictly lytic phages. During the genomic and proteomic analysis PR2 and PS7 revealed to be similar between them, and with the genus T7virus and Kp32virus. The PS3 phage showed a significant homology with the Proteus phage PM16, previous classified as phiKMVvirus, however further analyses revealed these two phages are more similar to the Kp34virus than phiKMVvirus. As conclusion it is possible to classify these three phages as members of Autographivirinae family, however we suggest a creation of two new genus one to classify the PR2 and PS7 phages, and another to classify the PS3 and PM16.

As espécies Providencia rettgeri e stuartii são dois patogénios conhecidos mas negligenciados responsáveis por causar infeções urinárias que afetam pessoas hospitalizadas e idosos que vivem em lares. A resistência a antibióticos por parte das bactérias tem vindo a aumentar consideravelmente, não só em espécies de Providencia mas também em muitas outras bactérias conhecidas e capazes de infectar o ser humano, como por exemplo a E.coli e as espécies que pertencem ao género Proteus. Assim sendo, têm sido procuradas outras alternativas para combater infeções bacterianas, como por exemplo a terapia fágica que tem mostrado bons resultados nesta área. Recentemente, foram isolados um total de três fagos, dois responsáveis por infectar a espécie Providencia rettgeri (vB_PstP_PS3 e vB_PstP_PS7) e outro a espécie Providencia stuartii (vB_PstP_PR2). Neste trabalho foi feita a anotação destes três fagos e posteriormente a comparação a nível genómico e proteómico com outras espécies já caracterizadas e reconhecidas pelo ICTV. Os três fagos reve-laram genomas semelhantes, PR2 com um genoma de 39,255 bp e um total de 52 ORFs, o PS7 com 39,590 bp e 49 ORFs e por fim o PS3 com 40,873 bp e 50 ORFs. Durante a comparação genómica e proteómica os fagos PR2 e PS7 revelaram ser semelhantes entre eles e por sua vez mostraram várias características em comum com os géneros T7virus e Kp32virus. O PS3 numa primeira análise ao nível genómico revelou ser parecido com o fago de Proteus PM16 que foi classificado como phiK-MVvirus. As comparações permitiram-nos concluir que os três fagos são líticos e membros da família Autographivirinae, no entanto poderá justificar-se a criação de dois novos géneros, um para classificar os fagos PR2 e PS7, e outro para classificar o PS3 e reclassificar o PM16.